高層建筑-給水排水-全-091104-1

2023/2/61

高層建筑給排水前言高層建筑給排水是介紹高層建筑給水系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、排水系統(tǒng)和熱水系統(tǒng)的基本理論、設(shè)計(jì)原理和計(jì)算方法的一門課程。高層建筑給排水緒論2023/2/62參考教材《高層建筑給水排水工程》錢維生主編同濟(jì)大學(xué)出版社《建筑給水排水工程》（第四版）中國建筑出版社《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（2005年版）《自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（2005年版）《水噴霧滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（1995年版）高層建筑給排水緒論2023/2/63緒論

一、本課程的主要內(nèi)容給水系統(tǒng)（重點(diǎn)）消防系統(tǒng)（重點(diǎn)）排水系統(tǒng)熱水系統(tǒng)高層建筑給排水緒論2023/2/64二、高層建筑分界

1.各國對高層建筑劃分的標(biāo)準(zhǔn)高層建筑給排水緒論國名高層建筑劃分情況德國按最高一層地板（經(jīng)常有人停留）高出地面以上22米日本層數(shù)>=11層或建筑高度>=31米英國建筑高度>=24.3米比利時(shí)地面以上建筑高度>=31米原蘇聯(lián)層數(shù)>=10層的居住建筑；層數(shù)>=7層的公共建筑美國建筑高度>=22~25米或?qū)訑?shù)>=7層2023/2/652.我國高層建筑劃分的標(biāo)準(zhǔn)十層及十層以上的居住建筑（包括首層設(shè)置商業(yè)服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)的住宅）；建筑高度超過24米的公共建筑。高層建筑給排水緒論2023/2/663.我國高層建筑劃分的依據(jù)登高消防器材：登高消防車撲救24米左右高度以下的建筑火災(zāi)最為有效；消防車供水能力：大多數(shù)通用消防車在最不利情況下直接吸水撲救火災(zāi)的最大高度約24米左右；住宅建筑定為十層及十層以上的原因，除了考慮上述因素外，還考慮它占的數(shù)量，約占全部高層建筑的40%~50%；對于高層住宅，每個(gè)單元間防火分區(qū)面積不大，并有較好的防火分離，火災(zāi)發(fā)生時(shí)蔓延擴(kuò)大受到一定限制，危害較小，故做區(qū)別對待。高層建筑給排水緒論2023/2/67三、高層建筑給排水工程的特點(diǎn)保證供水安全性和排水通暢；給水、熱水和消防系統(tǒng)須進(jìn)行經(jīng)濟(jì)合理的豎向分區(qū)；必需設(shè)置可靠的室內(nèi)消防給水系統(tǒng)，而且消防給水的設(shè)計(jì)應(yīng)“立足自救”；必須考慮管道的防震、防沉降、防噪音、防水錘、防管道伸縮變位等技術(shù)措施；一般需設(shè)置技術(shù)層（設(shè)備層）和管道井。高層建筑給排水緒論2023/2/68第一章高層建筑給水工程

主要內(nèi)容給水系統(tǒng)分類給水系統(tǒng)豎向分區(qū)（重點(diǎn)）供水方式（重點(diǎn)）組成部分及設(shè)計(jì)步驟高層建筑給排水第一章高層建筑給水工程2023/2/69第一節(jié)給水系統(tǒng)分類

高層建筑室內(nèi)給水按其用途可分為三類：

一、生活給水系統(tǒng)供廚房烹調(diào)飲用、衛(wèi)生間洗浴、沖洗廁所等生活上的用水，水質(zhì)必須嚴(yán)格符合國家規(guī)定的飲用水標(biāo)準(zhǔn)；在水資源缺乏的地方，沖洗廁所可采用海水或者“中水”，但必需設(shè)置獨(dú)立的管道系統(tǒng)；直飲水系統(tǒng)。（注意：系統(tǒng)間要防止產(chǎn)生水質(zhì)回流污染。）高層建筑給排水第一章高層建筑給水工程2023/2/610二、生產(chǎn)給水系統(tǒng)生產(chǎn)工藝用水空調(diào)冷卻用水洗衣房、鍋爐房軟化用水高層建筑給排水第一章高層建筑給水工程2023/2/611三、消防給水系統(tǒng)消火栓系統(tǒng)自動(dòng)噴淋滅火系統(tǒng)水噴霧系統(tǒng)水幕消防系統(tǒng)高層建筑給排水第一章高層建筑給水工程2023/2/612第二節(jié)給水系統(tǒng)豎向分區(qū)

一、高層給水系統(tǒng)不分區(qū)的缺點(diǎn)

龍頭開啟，水成射流噴濺，影響使用，難以關(guān)閉；必須采用耐高壓管材、零件及配水器材；由于壓力過高，龍頭、閥門等器材磨損迅速，壽命縮短，漏水增加，檢修頻繁；高層建筑給排水第一章高層建筑給水工程2023/2/613

下層龍頭的流出水頭過大，如不減壓，其出流量比設(shè)計(jì)流量大得多，使管道內(nèi)流速增加，以致產(chǎn)生流水噪音、振動(dòng)噪音（塑料管材更明顯），并使頂層龍頭產(chǎn)生負(fù)壓抽吸現(xiàn)象，容易形成回流污染；由于壓力過大，容易產(chǎn)生水錘及水錘噪音（建筑高度較高時(shí)）；維修管理費(fèi)用和水泵運(yùn)轉(zhuǎn)電費(fèi)增高（重要原因是能量浪費(fèi)）。高層建筑給排水第一章高層建筑給水工程2023/2/614二、給水系統(tǒng)豎向分區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)各分區(qū)最低衛(wèi)生器具配水點(diǎn)處的靜水壓不宜大于0.45MPa，特殊情況下不宜大于0.55MPa；水壓大于0.35MPa的入戶管（或配水橫管），宜設(shè)減壓或調(diào)壓設(shè)施；各分區(qū)最不利配水點(diǎn)的水壓，應(yīng)滿足用水水壓要求。注意：1.豎向分區(qū)的最大水壓不是衛(wèi)生器具正常使用的最佳水壓；2.衛(wèi)生器具正常使用的最佳水壓宜為0.20~0.30MPa；3.各分區(qū)頂層住宅入戶管的進(jìn)口水壓不宜小于0.10MPa。高層建筑給排水第一章高層建筑給水工程2023/2/615第三節(jié)供水方式高位水箱供水方式氣壓水箱供水方式無水箱供水方式高層建筑給排水第一章高層建筑給水工程2023/2/616一、高位水箱供水方式分為：并列供水方式串聯(lián)供水方式減壓水箱供水方式減壓閥供水方式高層建筑給排水第一章高層建筑給水工程2023/2/6171.高位水箱并列供水方式（1）工作原理：在各分區(qū)獨(dú)立設(shè)置水箱和水泵，且水泵集中設(shè)置在建筑物底層或者地下室，分別向各區(qū)供水。（2）優(yōu)點(diǎn)：a.各區(qū)是獨(dú)立給水系統(tǒng)，互不影響，若某區(qū)發(fā)生事故，不影響全局，供水安全可靠；b.水泵集中，管理維護(hù)方便；c.運(yùn)行動(dòng)力費(fèi)用經(jīng)濟(jì)。

高層建筑給排水第一章高層建筑給水工程2023/2/6182023/2/619

（3）缺點(diǎn)：a.水泵臺數(shù)較多，水泵出水高壓管線長，設(shè)備和管線費(fèi)用高；b.分區(qū)水箱占建筑樓層若干面積，給建筑房間布置帶來困難，減少了房間面積，影響經(jīng)濟(jì)效益。（4）適用情況：現(xiàn)在采用較少。高層建筑給排水第一章高層建筑給水工程2023/2/6202.高位水箱串聯(lián)供水方式（1）工作原理：水泵分散設(shè)置在各分區(qū)的樓層中，低區(qū)的水箱兼作上一區(qū)的水泵吸水水箱。（2）優(yōu)點(diǎn)：a.無高壓水泵和高壓管線；b.運(yùn)行動(dòng)力費(fèi)用經(jīng)濟(jì)。

高層建筑給排水第一章高層建筑給水工程2023/2/6212023/2/622

（3）缺點(diǎn)：a.水泵分散設(shè)置，連同水箱所占樓層面積較大；b.水泵設(shè)在樓層，防震隔音要求高；c.水泵分散布置，管理維護(hù)不方便；d.若下區(qū)發(fā)生事故，其上部數(shù)區(qū)供水均受影響，供水可靠性差。（4）適用情況：一般高層建筑采用較少，超高層建筑中有采用。高層建筑給排水第一章高層建筑給水工程2023/2/6233.減壓水箱供水方式（1）工作原理：整個(gè)高層建筑的用水量全部由設(shè)置在底層的水泵提升至屋頂總水箱，然后再分送至各分區(qū)水箱，分區(qū)水箱起減壓作用。（2）優(yōu)點(diǎn)：a.水泵數(shù)量少，設(shè)備費(fèi)用降低，管理維護(hù)簡單；b.水泵房面積小，各分區(qū)減壓水箱調(diào)節(jié)容積小。高層建筑給排水第一章高層建筑給水工程2023/2/6242023/2/625

（3）缺點(diǎn)：a.水泵運(yùn)行動(dòng)力費(fèi)用高；b.屋頂總水箱容積大，對建筑的結(jié)構(gòu)和抗地震不利；c.建筑物高度較高、分區(qū)較多時(shí)，下區(qū)減壓水箱中進(jìn)水裝置承壓過大，造成關(guān)不嚴(yán)或經(jīng)常維修；d.若總水箱發(fā)生事故，下區(qū)供水均受影響，供水可靠性差。（4）適用情況：現(xiàn)在采用較少。高層建筑給排水第一章高層建筑給水工程2023/2/6264.減壓閥供水方式（1）工作原理：工作原理與減壓水箱供水方式相同，不同之處在于以減壓閥代替減壓水箱。（2）優(yōu)點(diǎn)：a.水泵數(shù)量最少，設(shè)備費(fèi)用降低，管理維護(hù)簡單；b.水泵房面積??；c.減壓閥不占樓層房間面積，使建筑面積發(fā)揮最大的經(jīng)濟(jì)效益。高層建筑給排水第一章高層建筑給水工程2023/2/6272023/2/628

（3）缺點(diǎn)：a.水泵運(yùn)行動(dòng)力費(fèi)用高；b.屋頂總水箱容積大，對建筑的結(jié)構(gòu)和抗地震不利；c.若總水箱發(fā)生事故，下區(qū)供水均受影響，供水可靠性差。（4）適用情況：現(xiàn)在采用較多。高層建筑給排水第一章高層建筑給水工程2023/2/629二、氣壓水箱供水方式分為：并列供水方式減壓閥供水方式高層建筑給排水第一章高層建筑給水工程2023/2/6301.并列供水方式（1）工作原理：在各分區(qū)獨(dú)立設(shè)置氣壓水箱，且氣壓水箱集中設(shè)置在建筑物底層或者地下室，分別向各區(qū)供水。（2）優(yōu)點(diǎn)：a.各區(qū)是獨(dú)立給水系統(tǒng)，互不影響，供水安全可靠；b.氣壓水箱集中，管理維護(hù)方便；c.不需高位水箱，不占高層建筑上層面積；

d.減少二次污染。高層建筑給排水第一章高層建筑給水工程2023/2/6312023/2/632

（3）缺點(diǎn)：a.氣壓水箱套數(shù)較多，高壓管線長，設(shè)備和管線費(fèi)用高；b.運(yùn)行動(dòng)力費(fèi)用高；c.氣壓罐貯水量小，水泵起閉頻繁，水壓變化幅度大；d.罐內(nèi)起始壓力高于管網(wǎng)所需設(shè)計(jì)壓力，分區(qū)有效高度減小，分區(qū)數(shù)增加。（4）適用情況：高層生活給水系統(tǒng)采用較少，消防系統(tǒng)有采用。高層建筑給排水第一章高層建筑給水工程2023/2/6332.減壓閥供水方式（1）工作原理：氣壓水箱設(shè)置在建筑物底層或者地下室，通過減壓閥分別向各區(qū)供水。（2）優(yōu)點(diǎn)：a.氣壓水箱一般只需要一套，設(shè)備費(fèi)用低，管理維護(hù)方便；b.不需高位水箱，不占高層建筑上層面積；c.管網(wǎng)管線簡單經(jīng)濟(jì)。d.減少二次污染。高層建筑給排水第一章高層建筑給水工程2023/2/6342023/2/635

（3）缺點(diǎn)：a.運(yùn)行動(dòng)力費(fèi)用高；b.氣壓罐貯水量小，水泵起閉頻繁，水壓變化幅度大；c.罐內(nèi)起始壓力高于管網(wǎng)所需設(shè)計(jì)壓力，分區(qū)有效高度減小，分區(qū)數(shù)增加。（4）適用情況：高層生活給水系統(tǒng)采用較少，消防系統(tǒng)有采用。高層建筑給排水第一章高層建筑給水工程2023/2/636三、無水箱供水方式（變頻水泵供水方式）1.變頻水泵工作原理

通過設(shè)在供水管網(wǎng)上的壓力傳感器動(dòng)態(tài)監(jiān)測管網(wǎng)水壓，根據(jù)管網(wǎng)水壓、水量變化，自動(dòng)調(diào)節(jié)水泵電機(jī)轉(zhuǎn)速和多臺水泵的啟動(dòng)、停止，使管網(wǎng)主干出口端水壓始終保持在恒定值上，控制水泵對供水管網(wǎng)的穩(wěn)定供水量，使整個(gè)供水系統(tǒng)始終保持在高效、節(jié)能的最佳運(yùn)行狀態(tài)，滿足用戶供水的要求。

高層建筑給排水第一章高層建筑給水工程2023/2/6372.變頻水泵工作模式（1）多泵并聯(lián)變頻恒壓變量供水：多泵并聯(lián)變頻恒壓變量供水的工作模式通常是這樣的：當(dāng)用水流量小于一臺泵在工頻恒壓條件下的流量，由一臺變頻泵調(diào)速恒壓供水；當(dāng)用水流量增大，變頻泵的轉(zhuǎn)速自動(dòng)上升；當(dāng)變頻泵的轉(zhuǎn)速上升到工頻轉(zhuǎn)速，而用水流量進(jìn)一步增大，由變頻供水控制器控制，自動(dòng)啟動(dòng)一臺工頻泵投入，該工頻泵提供的流量是恒定的（工頻轉(zhuǎn)速恒壓下的流量），其余各并聯(lián)工頻泵按相同的原理投入。高層建筑給排水第二章高層建筑消防工程2023/2/638

在多泵并聯(lián)變頻恒壓變量的供水情況下，當(dāng)用水流量下降，變頻調(diào)速泵的轉(zhuǎn)速下降（變頻器供電頻率下降）；當(dāng)頻率下降到零流量的時(shí)候，變頻供水控制器發(fā)出一個(gè)指令，自動(dòng)關(guān)閉一臺工頻泵使之退出并聯(lián)供水。為了減少工頻泵自動(dòng)投入或退出時(shí)的沖擊（水力的或電流的沖擊），在投入時(shí)，變頻泵的轉(zhuǎn)速自動(dòng)下降，然后慢慢上升以滿足恒壓供水的要求；在退出時(shí)，變頻泵的轉(zhuǎn)速應(yīng)自動(dòng)上升，然后慢慢下降以滿足恒壓供水的要求。上述頻率自動(dòng)上升，下降由供水變頻控制器控制。高層建筑給排水第二章高層建筑消防工程2023/2/639

（2）恒壓變量循環(huán)狀啟動(dòng)：在這種供水模式中，當(dāng)供水流量少于變頻泵在恒壓工頻下的流量時(shí)，由變頻泵自動(dòng)調(diào)速供水，當(dāng)用水流量增大，變頻泵的轉(zhuǎn)速升高。當(dāng)變頻泵的轉(zhuǎn)速升高到工頻轉(zhuǎn)速，由變頻供水控制器控制把該臺水泵切換到由工頻電網(wǎng)直接供電（不通過變頻器供電）。變頻器則另外啟動(dòng)一臺并聯(lián)泵投入工作。隨用水流量增大，其余各并聯(lián)泵均按上述相同的方式軟啟動(dòng)（電流的沖擊非常小）投入。這就是循環(huán)軟啟動(dòng)投入方式。高層建筑給排水第二章高層建筑消防工程2023/2/6403.供水方式

（1）并列供水方式（a）工作原理：在各分區(qū)獨(dú)立設(shè)置變頻水泵，且變頻水泵集中設(shè)置在建筑物底層或者地下室，分別向各區(qū)供水。（b）優(yōu)點(diǎn)：a.各區(qū)是獨(dú)立給水系統(tǒng)，互不影響，供水安全可靠；b.變頻水泵集中，管理維護(hù)方便，運(yùn)行費(fèi)用低；c.不需高位水箱，不占高層建筑上層面積。d.減少二次污染。高